光线追踪、DLSS、多边形图形、全局渲染、物理材质,相信身为游戏玩家的你对这些名词并不会陌生,显卡、主机和新游发布会上,厂商总会为玩家演示一系列“黑科技”,以证明业界的进步。
而这些技术其实都可以归于一门学科——计算机图形学,一门让显示技术更加逼近真实的学科。举个例子,游戏宣传时总会出现的“光线追踪”概念,就是计算机图形学一个相当重要的组成部分:渲染。早在1979的一篇论文《用于阴影显示的改进照明模型》里,论文作者特纳,就已经通过光线追踪实现了全局光照。
当然,我们都知道,1979年的游戏,基本上不需要这项技术,因为当时的游戏,是这个样子的……
理论领先于实际,是件很常见的事,毕竟游戏也不过是计算机图形学的应用方向之一,真正将这二者结合,对两个领域都做出过巨大贡献的人,还得是Id Software的创始人:约翰·卡马克。
坊间关于此人的轶事实在是不少,该大神总是喜欢用一系列匪夷所思的操作来验证我等凡人贫乏的想象力。将时间拉回到上世纪,其开发的《毁灭战士》以及《德军总部3D》《雷神之锤》,用上了不少渲染黑科技,几乎是凭一己之力为3d FPS这个当今游戏界当之无愧的主流类型打下了坚实基础。自此,游戏业界开始重视起“引擎”的开发,大公司纷纷制作推出自家的自研引擎。
这位大哥具体做了什么呢?很简单,通过代码,让计算机实现了更高效的图形处理功能,4个字来概括——榨干性能。
比如运用在《毁灭战士》里的二叉树分割技术,《毁灭战士3》上的“超纹理技术”,运用在《雷神之锤3》里的“光影体积栅格化”、“平方根倒数速算法”(光听见名字就头疼了),图形学方面大的突破,特别是渲染这块,有许多成就都能归功于这位天才程序员。
抛开这些不谈,我们聊聊现实。现在的一些厂商在宣传自家的游戏时,喜欢用这样几个概念:多边形数量,光线追踪,是否支持DLSS。其中多边形数量则涉及到图形学的其中一部分——建模。
多边形数量也是其中一个较容易理解,也是玩家最直观的部分。我们现在看到的3d建模,其实是由一个个多边形组成,多边形面数越多,模型就越精细。比如游戏《dota2》里面的水人模型,由于设定上全由水组成,图形构成极为简单,全身上下只有2400个模型面数。
而另一名英雄“森海飞霞”,原型来自现实的松鼠,为了重现尾巴毛发的质感,V社使用了12500个模型面数,是水人的5倍。
主流的3A大作,会采用“堆料”的思路,提高模型的多边形数量,让模型看上去更精致,这样随之带来的则是更高昂的成本。
许多独立游戏显然无法采用这样的方案,于是它们另辟蹊径,通过“故意”减少建模的多边形数量,来让画面整体形成一种奇妙的美术风格,也就是我们常说的“low-poly”美学设计风格。
这样的风格也几乎快成了独立游戏美术的一阵风潮,比如像比较热门的《枪火重生》《纪念碑谷》《为了吾王》等游戏。《纪念碑谷》将低多边形与非欧几何相结合,形成奇妙视角奇观,《为了吾王》有着强烈欧洲中世纪风格元素,《枪火重生》则鲜明地融入了我们熟知的国风元素,斗笠、剑戟、大漠狂沙,一幅国风武侠的画卷向玩家们展开。
而光线追踪技术则毫无疑问是当今风头最劲的“香饽饽”。PS5的光线追踪特征,包括全局光照、阴影、反射、音频,你在游戏里的任何时间、任何地点,都能看见最为真实的光影效果(前提是游戏要支持此功能)。
你可以在玻璃面看到景色的的映照,你可以看到更真实的场景明暗对比视觉效果,通过“环境光遮蔽”,你能清晰感觉到光照在不同材质的表面呈现的效果,当然,这一切的前提是,你的显卡足够给力。
而DLSS技术,则让现有的光照渲染如虎添翼,通过DLSS的AI算法,电脑能输出能高分辨率的图像,完成1080p到4K的大升级。
这些技术的进步,让我不禁对未来充满了期待,电子游戏这一新兴的事物,如今正在技术的轨道上飞驰,说不定真有一天,我们能看到1:1还原现实的游戏,到那时,游戏或许成为另一种现实,也说不定。